I trattamenti termici (pastorizzazione e sterilizzazione) sono i sistemi maggiormente adottati nell’industria lattiero-casearia e alimentare in genere, per ridurre/abbattere la carica microbica.
Tuttavia, non tutti i microrganismi sono sensibili allo stesso modo a tali trattamenti.
Esistono infatti due categorie di microrganismi in grado di sopravvivere, anche quando sottoposti ad alte temperature.
Questi microrganismi appartengono al gruppo dei termofili e dei termodurici.
Termofili
Per termofili si intendono quei microrganismi che possono crescere a temperature moderatamente elevate, da 45° a 65°C. Inoltre, sono in grado di formare spore, e queste caratteristiche gli consentono di crescere e persistere nelle sezioni di preriscaldamento ed evaporazione all’interno degli impianti di produzione del latte in polvere, e nelle zone di scambio termico e confezionamento negli impianti di produzione di latte UHT, agendo come fonte di contaminazione sul prodotto.
I principali contaminanti termofili sono Anoxybacillus flavithermus e Geobacillus spp. (Ronimus et al., 2003, Rueckert et al., 2004). Altri bacilli termofili facoltativi sono Bacillus licheniformis, Bacillus coagulans e Bacillus subtilis (Ronimus et al., 2003). Anoxybacillus flavithermus è un batterio termofilo dominante nel latte in polvere ed è onnipresente negli impianti di produzione di latte in polvere (Rueckert et al., 2004).
Questi microrganismi sono anch’essi biofilmogeni, e pare che la formazione di biofilm sia un processo collegato a quello di sporulazione, così come il distacco delle spore dal biofilm porta invece alla germinazione e successiva contaminazione e alterazione del prodotto.
Nel caso del latte in polvere, quando questo viene ricostituito, e se le condizioni sono idonee, le spore possono germinare. Ciò può comportare la produzione di enzimi, la produzione di acidi e il conseguente sviluppo di sapori/odori sgradevoli nel prodotto (Chopra e Mathur 1984; Chen et al. 2004).
Si deduce come nel latte UHT, non essendoci un processo di ricostituzione, questo fenomeno possa avvenire ancora più facilmente.
Termodurici
Altrettanto importanti sono i microrganismi termodurici, ossia quei batteri che possono sopravvivere all’esposizione a temperature notevolmente superiori alla loro temperatura massima per la crescita.
Nell’industria casearia il termine è applicato a quegli organismi che sopravvivono, ma non crescono, alle temperature di pastorizzazione.
Questo gruppo comprende specie di Micrococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus e, occasionalmente, bastoncelli gram-negativi.
Per esempio, Streptococcus thermophilus può sopravvivere al trattamento termico utilizzato per pastorizzare il latte e successivamente può rapidamente colonizzare le superfici in acciaio inox a valle del pastorizzatore formando un biofilm. È stato dimostrato inoltre, che le cellule di S. thermophilus dopo aver colonizzato le superfici e prodotto biofilm, sono più resistenti ai disinfettanti e al calore rispetto al loro stato (Flint et al., 1999, Flint et al., 2002).
Fin qui abbiamo visto come alcuni microrganismi siano in grado di resistere ai trattamenti termici.
Spesso questo fenomeno è dovuto al passaggio da cellula vegetativa a spora, che per alcuni microrganismi risulta essere un meccanismo molto importante di adattamento ad ambienti estremi, che gli permette di sopravvivere in condizioni che sarebbero altrimenti letali.
Sporigeni
Inoltre, è noto come molti sporigeni siano in grado di formare biofilm e come la matrice extracellulare del biofilm possa fungere da epicentro per la maturazione delle spore, che possono essere rilasciate da essa e causare una continua contaminazione dell’ambiente di produzione.
La complessa struttura della spora consente di sopravvivere a temperature estreme, all’essiccazione, a pH estremamente basici o acidi, all’esposizione a radiazioni UV e sostanze chimiche (Setlow, 2006, Nicholson et al., 2000). La sua dormienza è il risultato della sua attività metabolica minima o nulla (Setlow e Kornberg, 1970). Quando le condizioni diventano favorevoli, le spore possono tornare al loro stato vegetativo.
Le spore possono sopravvivere ai trattamenti termici tipicamente utilizzati nell’industria lattiero casearia, come la pastorizzazione e anche ai trattamenti di sterilizzazione UHT come nel caso di spore di alcuni ceppi di Geobacillus spp. (Hill e Smythe, 1994).
Inoltre, l’associazione delle spore alla presenza di biofilm, rende la gestione della contaminazione ancora più complessa: i microrganismi in grado di sporulare e di attivare i processi di formazione di un biofilm, diventano altamente resistenti agli agenti antimicrobici.
Tale situazione rende piuttosto difficile la loro eliminazione.
Inoltre, la matrice del biofilm offre una protezione aggiuntiva per le endospore incorporate, consentendo la loro sopravvivenza e colonizzazione nell’ambiente circostante, quando le condizioni sono favorevoli.
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